- •Конспект лекций (расширенный)
- •1. ОБщие сВедения
- •2.Основные показатели стабилизированных источников вторичного электропитания
- •3.Классификация систем вторичного электропитания (свэп) и ивэп
- •4.Краткие сведения о напряжении питающей сети ивэп
- •5.Выпрямители.
- •5.1Однополупериодная (однофазная) схема выпрямителя
- •1.Определение параметров трансформатора
- •2.Определение параметров диода
- •3.Коэффициент пульсации выходного напряжения
- •5.Фазность схемы выпрямителя
- •5.2. Однофазная мостовая схема выпрямителя
- •5.3.Схема выпрямителя со средней точкой (двухполупериодная со средней точкой)
- •5.4.Трехфазная однотактная схема (Миткевича) выпрямителя
- •5.5.Трехфазная мостовая схема (Ларионова) выпрямителя
- •5.6.Шестифазные выпрямители по схеме треугольник-звезда и звезда- звезда
- •7.Параметрические стабилизаторы напряжения (псн)
- •7.1.Назначение и основные параметры и характеристики псн
- •7.2.Схема и принцип действия пСн вэ
- •7.3.Коэффициент стабилизации напряжения
- •8. Микросхемный стабилизатор напряжения типа кр142ен19
- •9.Микросхемные линейные стабилизаторы напряжения
- •9.2. Стабилизаторы напряжения с регулируемым выходным напряжением
- •1.1.1. Микросхемные стабилизаторы напряжения с регулирующим транзистором в плюсовом проводе выходной цепи Микросхемы серий 142ен1–142ен2, кр142ен1–кр142ен2
- •9.3. Интегральные стабилизаторы напряжения с фиксированным выходным напряжением
- •1.2.1. Микросхемные стабилизаторы серий 142ен5, 142ен8, 142ен9, кр1157, кр1162 и их основные электрические параметры
- •1.2.2. Примеры применения микросхемных стабилизаторов
- •9.4. Двуполярные интегральные стабилизаторы напряжения
- •1.3.1. Микросхемные стабилизаторы напряжения серий 142ен6а, 142ен6б, к142ен6а – к142ен6г
- •Модуль 2.
- •11. Общая характеристика импульсных источников вторичного электропитания (ивэп)
- •2. 1. Сравнение импульсных и линейных источников ивэп
- •Глава 2. Импульсные стабилизаторы напряжения
- •2.1. Назначение и области использования
- •2.2.1. Схема и принцип действия понижающего исн
- •2.2.2. Принцип действия повышающего исн
- •Схемы силовых цепей инвертирующих исн приведены на рис. 88.
- •2.3. Методы стабилизации напряжения и эквивалентная схема системы управления импульсными ивэп
- •Глава 3. Схемотехника Импульсных стабилизаторов
- •3.7. Микросхема кр142еп1 управления импульсным стабилизатором напряжения
- •3.7.2. Импульсный стабилизатор напряжения с шим
- •Пилообразное напряжение часто получают от отдельного устройства – генератора пилообразного напряжения (гпн).
- •Импульсные стабилизаторы напряжения на ис tl494.
- •Примечание - подробнее о самой микросхеме и принципе ее работы показа-но далее в параграфе2.4.2. - шим регулятор на ис tl494.
- •3.1.1. Принципиальная схема импульсного понижающего стабилизатора на ис tl494
- •3.1.2. Принципиальная схема импульсного повышающего стабилизатора на ис tl494
- •3.1.3. Принципиальная схема импульсного инвертирующего стабилизатора на ис tl494
- •2.4.2. Шим регулятор на ис tl494 Интегральная микросхема управления tl494 двухтактным полумостовым импульсным преобразователем напряжения.
- •МОдуль 3.
- •Глава 4. Функциональные узлы и схемотехника импульсных преобразователей напряжения ивэп
- •4.1. Структурные схемы импульсных источников питания
- •1.3. Классификация импульсных источников электропитания
- •4.2. Полумостовые преобразователи напряжения
- •4.2.1. Входные цепи
- •4.2.2. Усилители мощности
- •4.2.3.Упрощенная схема полумостового усилителя мощности
- •Защита 4.6. Схема «медленного пуска»
- •6. Основы пРоектирование импульсных преобразователей напряжения
- •6.2. Методика расчета ивэп для зарядки аккумуляторных батарей (автомобильных)
Модуль 2.
11. Общая характеристика импульсных источников вторичного электропитания (ивэп)
В отличие от традиционных линейных ИВЭП, предполагающих гаше-ние излишнего нестабилизированного напряжения на проходном транзис-торе, работающем в линейном режиме, импульсные ИВЭП используют иные методы и физические явления для генерации стабилизированного напря-жения, а именно: эффект накопления энергии в катушках индуктивности, а также возможность высокочастотной трансформации и преобразования накопленной энергии в постоянное напряжение.
Применение транзисторов в режиме переключения позволяет при значительной разнице в уровнях напряжения питания и напряжения на нагрузке получить КПД преобразования близкий к единице. Если источник постоянного тока подключать к нагрузке с помощью периодически замыкаемого и размыкаемого ключа, то среднее значение напряжения на нагрузке будет зависеть от длительности замкнутого и разомкнутого состояния ключа и частоты работы ключа [1 - 13].
Сетевые импульсные источники питания непосредственно выпрямляют и фильтруют напряжение сети переменного тока без использования 50/60 Гц трансформатора (по этой причине их иногда называют - бестрансформатор-ные). Полученное в результате этого напряжение постоянного тока фильтруется и коммутируется мощным ключом, а затем преобразуется высокочастотным трансформатором, и, наконец, выпрямляется и фильтруется снова. Из-за высокой частоты переключения, которая составляет от 20 кГц до 400 кГц, трансформатор, дроссель и конденсаторы фильтров имеют намного меньшие размеры, чем их 50/60 Гц эквивалент.
Однокристалльные микросхемы АС/DC конверторов применяются обычно в недорогих системах, работающих от сети переменного тока, потребляющих небольшой ток (до 100 мА) и не предъявляющих высоких требований к качеству питающего напряжения. Основной недостаток подобных устройств – это отсутствие гальванической развязки выходного напряжения от напряжения сети. Как правило, преобразователи переменного напряжения в постоянное обеспечивают одно, максимум два выходных напряжения, что иногда затрудняет их использование в источниках питания. В последнее время появились приборы, обеспечивающие выходной ток до 1,5 А, что позволяет значительно расширить сферу их применения.
DС/DC конверторы используют принцип действия импульсных источников питания, но применяются для того, чтобы преобразовать напряжение постоянного тока одного уровня в напряжение постоянного тока другого уровня, обычно хорошо стабилизированное. Эти устройства используются там, где электронное оборудование должно питаться от батареи или другого автономного источника постоянного тока.
Конверторы, выполненные на микросхемах широко используются для преобразования и распределения напряжения постоянного тока для питания потребителей. Это напряжение питания обычно поступает в систему от сетевого источника питания. Сетевое напряжение, как правило, нестабилизированное и имеет значительную шумовую компоненту.
Другое распространенное применение подобных конверторов – это преобразование напряжения аккумуляторной батареи (или другого первичного источника питания) в напряжение требуемого номинала, необходимое для питания различных схем потребителей. Типичные значения напряжения батареи обычно равны 1.5, 3.0, 3.6, 4.5, 9, 12, 24, 48 В постоянного тока, причем каждый номинал используется для определенных применений. Напряжение батареи может изменяться в широких пределах. Например, напряжение двенадцативольтовой системы транспортного средства может подниматься до 15 В или выше во время зарядки и опускаться до 6 В при запуске двигателя. При таком широком диапазоне изменения сети необходимо использовать DС/DC конвертор, с тем, чтобы получить необходимое по величине и стабилизированное выходное напряжение, требуемое для питания электронных потребителей на борту транспортного средства.
Экономически и технологически оправдано конструировать ИВЭП по схеме вторичного импульсного преобразователя для устройств с током потребления 1 - 5 А, для бесперебойных ИВЭП к системам видеонаблюдения и охраны, для усилителей низкой частоты, радиостанций, зарядных устройств и во многих других применениях.
Отличительная черта импульсных ИВЭП - это лучшие по сравнению с линейными ИВЭП массогабаритные характеристики выпрямителя, фильтра, преобразователя, стабилизатора напряжения. Однако их отличает большой уровень помех, поэтому при конструировании необходимо уделить внимание экранированию и подавлению высокочастотных составляющих в шине питания.
В последнее время получили достаточно широкое распространение импульсные ИВЭП, построенные на основе высокочастотного преобразователя с бестрансформаторным входом. Эти устройства, питаясь от промышленной сети, не содержат в своем составе громоздких низкочастотных силовых трансформаторов, а преобразование напряжения осуществляется высокочастотным преобразователем на частотах десятки, сотни кГц. Такие источники питания обладают на порядок лучшими массогабаритными показателями по сравнению с линейными, а их КПД может достигать 90 % и более. с импульсным высокочастотным преобразователем существенно улучшают многие характеристики устройств, питаемых от этих источников.